Úvod do ultrazvuku
Ultrazvukové vlny jsou mechanické vibrace v pevných látkách nebo tekutinách. Jsou to typ mechanické vlny, která se liší od elektromagnetických vln. Frekvence vibrací obecně přesahuje slyšitelný rozsah lidského ucha o 20000 Hz, tedy název ultrazvukové vlny. Horní frekvenční limit ultrazvuku je obecně omezen schopností zpracování signálu generátoru - v některých polích již byly použity frekvence v rozsahu Gigahertz (vibrace více než 1 miliardy cyklů za sekundu).
Ultrazvuk byl široce používán v různých oborech, ale pro pohodlí je obecně rozdělujeme do dvou kategorií: ultrazvuk s nízkým výkonem a vysoce výkonným ultrazvukem. Mezi hlavní aplikace ultrazvuku s nízkým výkonem patří lékařské zobrazování (jako je skenování nenarozených plodů) a nedestruktivní testování (jako je rutinní detekce struktur letadel). Vezměte prosím na vědomí, že v obou případech nebude mít ultrazvuk žádný významný dopad na naskenovaný objekt. Naproti tomu energetický výkon vysoce výkonného ultrazvuku bude mnohem větší. Naše společnost (Funsonic) vyrábí hlavně tento typ produktu, ale nejprve se podívejme na sadu čísel.
Aplikace s vysokým výkonem mají tendenci používat frekvence nižších koncových frekvencí (tj. Od 20 kHz do přibližně 200 kHz). Je to proto, že frekvence omezuje velikost vibračních komponent. Obecně řečeno, čím nižší je frekvence, tím větší je velikost a čím vyšší je výkon, který lze generovat. Naopak, vyšší frekvence (stejně jako čtvercové vlny nebo krokové funkce obsahující vysokofrekvenční harmonické) se často používají pro měřicí aplikace, protože kratší vlnové délky mohou poskytnout vyšší přesnost a mechanické napětí není problém ve stavech s nízkým výkonem.
Aby se maximalizovala jeho účinnost, vysoce výkonný ultrazvuk obvykle vyžaduje použití co nejvíce amplitud během aplikace. Konkrétně se amplituda neustále zvyšuje, dokud nejsou poškozeny určité objekty (jako jsou plasty, tkaniny, částice). Typický rozsah amplitudy je asi 5 do 5 0 mikrometrů (0. 005 až 0,05 milimetrů). Bez ohledu na to, jak to změříte, nemusí to znít jako moc, ale přemýšlejte o tom: ultrazvukový systém pracující při frekvenci 20 kHz (20000krát za sekundu) a 50 mikronů se pohybuje při cyklickém zrychlení 80000 g (80000krát větší gravitace ). Je na Zemi ještě něco, co by to mohlo soupeřit?
Malá otázka o amplitudě: V ultrazvukovém průmyslu existuje konvence, která vyjadřuje amplitudu vibrací pomocí termínu „vrchol na vrchol“. Číslo, které je dvojnásobkem amplitudy definované fyzikou (tj. Střední bod na vrchol). Za předpokladu, že většina lidí, kteří čtou tyto stránky, nejsou odborníky na ultrazvuk, ve skutečnosti, pokud jde o jedinou maximální hodnotu a vyžaduje vrchol na vrchol čísla, pak je X2 dostačující.
